A ZF desenvolveu o High Revolution Drive para reduzir o tamanho e o peso dos sistemas de tração utilizados em automóveis elétricos. O conjunto 3 em 1 alcança 30 mil rotações por minuto, entrega até 200 kW e pode ser integrado a arquiteturas de 400 ou 800 volts, com produção planejada para começar até 2030.

Sistema de 200 kW combina motor, eletrônica e transmissão em uma unidade

“Em vez de otimizar componentes individuais de forma isolada, coordenamos sistematicamente o motor elétrico, a unidade eletrônica de potência e a transmissão”, afirma Thomas Meiser, responsável pela unidade de negócios de eletromobilidade da ZF. A empresa utiliza sua experiência em engrenagens para administrar rotação, torque, ruído e vibração no mesmo projeto.

O conceito parte da relação entre velocidade e torque. Para produzir a mesma potência, o aumento das rotações reduz o torque exigido do motor. Como esse torque está relacionado ao volume do rotor, a unidade elétrica pode assumir dimensões e peso inferiores aos encontrados em sistemas que trabalham com rotações menores.

Uma transmissão com relação de redução aproximada de 18 para 1 converte a rotação do motor no torque enviado às rodas. Na configuração apresentada, o sistema entrega torque máximo de 3.500 Nm nas rodas. A integração entre os componentes permite utilizar um motor menor sem reduzir a potência disponível para movimentar o veículo.

O controle de ruído e vibração foi tratado por meio do desenvolvimento conjunto do motor, das engrenagens, dos rolamentos e da geometria dos dentes. Segundo a ZF, as 30 mil rotações por minuto representam um ponto de equilíbrio entre desempenho técnico, durabilidade e custo de produção.

ZF eleva rotação para reduzir peso da tração elétrica

Em comparação com um sistema da plataforma Select que funciona a 18 mil rotações por minuto, o High Revolution Drive ocupa cerca de 25% menos espaço e apresenta redução de peso na mesma proporção. A quantidade de material magnético utilizada no motor diminui aproximadamente 50%.

A redução no uso de ímãs interfere nos custos e na dependência de cadeias de fornecimento desses materiais. Mesmo com o aumento das rotações e da relação de redução, o sistema apresenta eficiência próxima de 93%, índice equivalente ao registrado pela configuração comparável da plataforma Select.

O menor peso também reduz a massa que precisa ser movimentada pelo conjunto elétrico e pode contribuir para a autonomia do veículo. A ZF direciona a tecnologia inicialmente aos automóveis de passeio fabricados em volume, com sistemas de tração situados entre aproximadamente 150 e 200 kW.

A arquitetura escalável permite adaptar o projeto a outros níveis de potência. A compatibilidade com plataformas de 400 e 800 volts amplia as possibilidades de aplicação, enquanto as dimensões reduzidas deixam mais espaço disponível para outros componentes, incluindo baterias e estruturas destinadas ao compartimento dos passageiros.

O High Revolution Drive utiliza tecnologias já empregadas na plataforma modular Select. Essa base permite criar variantes sem reiniciar todo o processo de desenvolvimento. A ZF negocia o fornecimento com diferentes montadoras e trabalha para transformar o conceito em uma solução destinada à produção em série até o fim da década.